Необычные траектории космических аппаратов Пионер 10 и 11, когда они покидали Солнечную систему вызваны не какой либо экзотической новой физикой, а обычными тепловыми излучениями системы энергопитания от радиоактивного распада. Таков вердикт исследователей из США и Канады, которые сравнили результаты чрезвычайно детального компьютерного моделирования тепловых сил на одном из кораблей с силами, рассчитанными по траектории полета. Исследование также показывает, что наблюдаемое уменьшение дополнительного ускорения в течение долгого времени является результатом того, как электричество вырабатывается на борту космического корабля и распределяется среди его научных приборов.
Физикам давно известно ? уже более десяти лет, что аппараты Пионер-10 и Пионер-11 следуют по траекториям, которые не могут быть объяснены обычной физикой. Явление, известное как «аномалии Пионеров», состоит в том, что оба аппарата, как кажется, испытывают дополнительное ускорение к Солнцу, когда они выходят из Солнечной системы. Ускорение это в 10 миллиардов раз слабее ускорения свободного падения на Земле. Было предложено множество объяснений для происхождения этого аномального ускорения, включая все, что можно,- от гравитационного притяжения темной материи и модификации общей теории относительности Эйнштейна до теории струн и/или суперсимметрии.
В 2011 году группа под руководством Вячеслава Турышева (Slava Turyshev) из Лаборатории реактивного движения в Калифорнии - в том числе и Виктор Тот (Viktor Toth), Йордан Эллис (Jordan Ellis) и Крейг Марквордт (Craig Markwardt) - показали, что величина ускорения уменьшается экспоненциально с течением времени. Учитывая, что оба аппарата получают электроэнергию от радиоизотопных термоэлектрических генераторов (РИТЭГ), работающих от тепла, выделяемого в результате радиоактивного распада плутония - источник энергии, который убывает экспоненциально с течением времени - Турышев и другие предположили, что дополнительное ускорение может быть вызвано тепловым излучением, испускаемым аппаратом в предпочтительном направлении.
Проблема с этим объяснением в том, что ускорение космических аппаратов экспоненциально уменьшается с постоянной времени около 27 лет, тогда как период полураспада плутония-238 составляет 88 лет. Для того, чтобы показать являются ли тепловые излучения на самом деле причиной аномалии, Турышев, Тот и Эллис объединились с тремя другими исследователями ? Гари Кинселлом (Gary Kinsella), Сю-Чун Ли (Siu-Chun Lee) и Шин Локом (Shing Lok) - проведя детальное компьютерное моделирование тепловых свойств космических аппаратов и направления, в которых основные компоненты испускают тепловое излучение.
Эффективное ускорение
Моделирование показывает, что имеется два основных источника теплового излучения на космическом аппарате ? это РИТЭГ сам по себе и научные приборы, которые он питает. Эти приборы, которые в основном устанавливаются на задней части корабля, отвернуты от Солнца и, согласно моделированию, их тепловое излучение имеет относительно высокий вклад в ускорения космических аппаратов в направлении к Солнцу. РИТЭГ, в отличие от научных приборов, крепится к одной стороне основной части корабля и испускает тепловое излучение гораздо более равномерно во всех направлениях.
Исследования показывают, что, знание относительного вклада РИТЭГ и инструментов в аномальное ускорение является ключом к пониманию того, почему наблюдаемое уменьшение аномального ускорения быстрее, чем распад плутония-238. По Турышеву, термопары в центре РИТЭГ становятся все менее эффективными в преобразовании тепла в электричество - и этот спад происходит с постоянной времени несколько меньшей, чем 88 лет. Так как термопары ухудшаются, то меньше электрической энергии поступает к приборам, а это означает, что аномальное ускорение падает быстрее, чем ожидалось от одного только радиоактивного распада. Хотя и больше тепла рассеивает РИТЭГ с течением времени, но это мало влияет на движение космического аппарата.
Воспоминания
По Турышеву, самой большой проблемой в процессе моделирования было «отсутствие точной и полной информации о космических аппаратах», которые были спроектированы и построены более 40 лет назад. С этой целью были опрошены инженеры, которые строили корабль и сохранившие в воспоминаниях дизайн и использованные материалы. Кроме того, решающее значение для успеха группы имело использование данных, которые пришли на Землю в ходе миссии. К ним относятся температура в нескольких местах на корабле, что позволило оценить точность компьютерной модели, а также выяснить тепловые свойства некоторых материалов, используемых в спутниках.
Ученые также провели независимый анализ траектории Пионера 10, из которого исследователи смогли извлечь относительный вклад в аномальное ускорение от РИТЭГ и от приборов. Как тепловое моделирование, так и анализ траектории, дали сходные результаты, в пределах экспериментальных и расчетных ошибок.
Именно эта согласованность между тепловыми и траекторными исследованиями впечатлила Бенни Риверза (Benny Rievers) из Бременского университета в Германии. Со своим коллегой Клаусом Лэмерцалем (Claus Lämmerzahl), Бенни Риверз также использовал компьютерное моделирование, чтобы показать, что направленное тепловое излучение является вероятной причиной аномалии Пионеров. «Я думаю, что мы теперь полностью понимаем, что происходит с кораблем и, что аномалия вызвана исключительно анизотропией теплового излучения», говорит Риверз.
Эта работа подробно описана в статье на
ArXiv
сервере препринтов.
Об авторе
Хэмиш Джонстон (Hamish Johnston), редактор
physicsworld.com
"Явление, известное как «аномалии Пионеров», состоит в том, что оба аппарата, как кажется, испытывают дополнительное ускорение к Солнцу, когда они выходят из Солнечной системы."
Ключевым моментом к пониманию проблемы являются слова "когда они выходят из Солнечной системы". Если верно то, что необычность "траектории космических аппаратов Пионер 10 и 11" возникла только тогда, "когда они покидали Солнечную систему", то никакими внутренними "состояниями" самого корабля этого объяснить нельзя. Поскольку его "внутренности" действуют на его траекторию изначально и никоим образом не фиксированы "на выходе из СС".
Но - если учесть, что Солнечная система "обязана" своими параметрами Солнцу - при его образовании, то неизбежно встает вопрос о взаимодействии самих таких Систем с их соседями по Космосу.
Похоже - именно ЭТИ взаимоотношения и ответственны за коррекцию траекторий Пионеров. Почему и прослеживаются только после выхода кораблей из-под "юрисдикции" - преобладающего влияния СС. Иначе
[...показать полностью...]
- при "подключении" к процессу перемещения кораблей постороннего внешнего воздействия, соизмеримого по влиянию с воздействием СС. Неужто никто именно этим не занимался?
Особого внимания заслуживает компьютерное моделирование подобных процессов. Хотя это и отдельная проблема, но ссылками на подобное моделирование заполнен уже почти весь массив исследований и такая "аргументация" становится уже явно преобладающей.
Однако Погрешность таких "аргументов" - всегда!, равняется Погрешности Программы, вложенной в компьютер исследователем. А если исследователь (т.е. и составитель компьютерной программы) и "не подозревает" даже о каком-либо скрытом природном эффекте в исследуемом процессе, то КАКИЕ ОСНОВАНИЯ есть у "машины" показать этот эффект исследователю!? Тем более, в ракурсе адекватном природному - это же нонсенс!